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    3D打印技术(shù)在(zài)医学领(lǐng)域的应用

    2020/08/17336

    3D打(dǎ)印技术已(yǐ)经有几十年的历史(shǐ)了,但直到桌(zhuō)面级(jí)3D打印设备问世,才让大众真(zhēn)正知道3D打印技术的存在。如今,3D打印机随处可见,在各行(háng)各(gè)业都正在获得广泛应用。特别在(zài)医学领域,3D打印技(jì)术创造了诸(zhū)多令人赞(zàn)叹(tàn)的成就,也正在(zài)以其非凡的(de)能力去改造(zào)未来的医疗(liáo)产业。
    据了解,3D打(dǎ)印现在(zài)已经被用(yòng)在(zài)打印药(yào)品,医疗设备,针(zhēn)对患者的(de)解(jiě)剖学模型以及生物组织等多个方向。医学专(zhuān)家们也都陆续开(kāi)始将这门高效且极(jí)具个性化的新科技(jì)应用于(yú)自己的医学实(shí)践当(dāng)中,以提(tí)高医疗(liáo)服务的水平。因此,我们列(liè)出了十大3D打印医学革新的(de)案例,用以展现当今(jīn)医学领域3D打印水平。
    1.骨骼(gé)模型
    过(guò)去,医学专家们都是通过制作平面解剖图和扫描图(tú)来(lái)诊断患者的健康状况(kuàng)。如今,通过3D打印(yìn),医生们能够通过(guò)分析患者独特(tè)的MRI和CT扫描图来打印骨骼的(de)三(sān)维(wéi)模型。而(ér)在整形外科中,医生可以通过打印复(fù)杂的三维骨骼模型来进行术前(qián)实践,同时也(yě)可以利用该模型让患者对手术(shù)有(yǒu)更为清晰的认识。而在这些(xiē)案(àn)例中,3D打印集中体(tǐ)现了其高效率(lǜ)的优势(shì),速度非常(cháng)关键,一般的桌面级3D打印机都能够在几小时内(nèi)完成(chéng)模型的制作。而(ér)这些骨(gǔ)骼模型(xíng)一般(bān)都是通过一种生(shēng)物可降解材(cái)料-PLA来进(jìn)行打印(yìn)。不仅如(rú)此,模型还可以进一步缩小比例(lì),让模型制作速(sù)度进一步加快。



    2.肾脏模型
    从新(xīn)闻中我们曾经(jīng)看到过,杜(dù)兰大学泌尿外科的(de)一(yī)个医学(xué)研究小组曾经在(zài)一个高(gāo)难度的肿瘤切除手术中,利用3D打印技术制作(zuò)了高(gāo)精度的肾脏模型。这些(xiē)模型是利用SLA 3D打印(yìn)技术(shù),以树脂作为材料,清晰(xī)的展示出肿瘤的生长位置。其用途主要是(shì)让患者自己清(qīng)晰的了解到自己的病症(zhèng),以(yǐ)便于(yú)双方能够(gòu)更好的合作来完(wán)成手术。
    3.未出生的婴儿
    虽然这并不(bú)是严格意义上的医学(xué)应用,但3D打印(yìn)确(què)实从很大(dà)程度上(shàng)帮助了未来的父母亲们,让他们(men)能够在婴儿(ér)出世前更清(qīng)晰的(de)看(kàn)到(dào)婴儿的各(gè)项特(tè)征。通过(guò)超声波扫描获得(dé)婴儿的(de)特征数(shù)据模型,然(rán)后(hòu)将(jiāng)其转(zhuǎn)换为3D打印格式模(mó)型(xíng)文件。然后就可以利用PLA做材料来3D打印出婴儿的精细模(mó)型(xíng),让父母能够(gòu)提(tí)早看到自(zì)己的孩子。
    4.药片
    首个通过FDA检(jiǎn)测的(de)3D打(dǎ)印药(yào)片叫做Spritam,在今年5月(yuè)正(zhèng)式上市(shì)。这(zhè)种药(yào)片是(shì)由(yóu)位(wèi)于美国宾夕法尼(ní)亚(yà)州兰霍恩的(de)Aprecia Pharmaceuticals公司(sī)使(shǐ)用改进型3D打印(yìn)技术开发的,该技术(shù)原(yuán)是由MIT开发,设计目(mù)的是制造速溶(róng)性产品。药片通过反复(fù)扩散由药物粉(fěn)末结合(hé)水溶性(xìng)粘合剂的使(shǐ)用(yòng)制成,在该(gāi)公司的测试中在仅仅4秒多的时间内就完全(quán)溶(róng)解了。这种Levetiracetem(左(zuǒ)乙(yǐ)拉西坦)是一种口服药物,可作为各(gè)种癫痫疾(jí)病的儿童和(hé)成人处方治疗的一部分(fèn)。
    虽然现在3D打印药片还没有得到广泛的应用,但它却是未来(lái)医药学制(zhì)造的开端。未来还将会(huì)有更多的药片通过(guò)3D打印(yìn)技术进行研发制造。而且医药学(xué)研究(jiū)者还会通过分析各种病(bìng)人的病征,并(bìng)利(lì)用算(suàn)法和软件来开(kāi)发(fā)新的药物成分,针对体重(chóng),性(xìng)别(bié),肝功(gōng)能以及其他(tā)各项(xiàng)指标(biāo)来3D打(dǎ)印特效药(yào)物。
     
    5.牙科指南
    在牙(yá)科(kē)植入手术当中,牙科医生们通常需要针对牙钻的具(jù)体位置做出准确的判断。现在,FDA的一种新型的牙科部件,叫做Dental SG。能够让牙科医生(shēng)们在植入手术中针对牙钻的位置做出最精准的决策。这款新(xīn)部件是(shì)利用(yòng)挠性树(shù)脂,通过3D打印技术制作,能够完美的(de)嵌合于患者的牙(yá)齿3D打印模型之上。这种方法不仅提高了手术精准度(dù)和效(xiào)率,而且加快了患者的恢(huī)复期(qī),可谓(wèi)两全(quán)其美。
    6.医疗自动缝合设备
    Suture是一(yī)款正在实验当(dāng)中的新型手持式自(zì)动缝合设备。由英国皇家波(bō)普顿医院的专家AlexBerry与(yǔ)他的同事们共同(tóng)设计,这款设备配备了3D打印的树脂部件(jiàn),能够被用(yòng)于多种需要医学缝合技术的场合。
    7.假肢
    对(duì)于机器人领域来说,3D打印的假肢是(shì)一个非常激动人心的(de)发(fā)展(zhǎn)方向。OpenBionics公(gōng)司最初创造了开源(yuán)的3D打印假肢,而且在(zài)众多公益医疗项(xiàng)目中投入应用(yòng)。另一个组(zǔ)织你或许也听过(guò),叫(jiào)做e-Nabling the Future,他们允许3D打印机的(de)使(shǐ)用(yòng)者(zhě)们能够下载(zǎi)开(kāi)源的3D打印假肢模型,并打(dǎ)印出各(gè)个部(bù)件用来帮(bāng)助那些残(cán)疾人士。
    8.肿瘤模(mó)型
    如今,3D生物打印已成(chéng)为整个3D打(dǎ)印产业当中发展最快(kuài)的领域之一,很多机构曾预(yù)测其市场将(jiāng)在2024年突破60亿(yì)美(měi)元。现在,来(lái)自(zì)爱丁(dīng)堡(bǎo)的赫瑞瓦特大学一个研究小组正通过3D打印来制作具有(yǒu)生物(wù)活性的脑补(bǔ)肿瘤。该团队将使用(yòng)患者肿瘤(liú)中的干细胞为材料(liào)来进行打(dǎ)印,以此来持(chí)续研究肿瘤的生长过(guò)程。他们希望利用(yòng)3D打印的肿瘤来测试各种新型药(yào)物的疗效,以(yǐ)便研究出新的肿(zhǒng)瘤治疗方法。
    9.甲状腺(xiàn)
    Vladimir Mironov博士来自于(yú)一家刚刚起步的3D生物打印公司,他(tā)之前顺利(lì)通过3D打印技术制作(zuò)出了具有生物活性的甲状腺并成功植入(rù)了(le)小鼠的体内。这项研究成果为生物器官3D打印领域(yù)的开辟了一条(tiáo)新的道(dào)路(lù),这之前仅仅(jǐn)在科幻小说中提到过(guò)。
    10.耳植入
    最近(jìn),由普林斯顿大学和(hé)约翰霍普金斯大学的研究团队成功3D打印出了具有“超能力”的人(rén)耳,这只耳朵可以“听”到(dào)超越人类听(tīng)力(lì)范围的无线频率。这项技术是通过将(jiāng)掺(chān)有(yǒu)牛细胞(bāo)的凝胶状液体以及微小的(de)银粒送(sòng)入(rù)打印(yìn)机,打印机经过特殊程序设(shè)计,将这些材料塑造为仿生耳朵,并将银(yín)粒做成螺旋(xuán)状天线的形状。
    这只人造耳具备(bèi)了人耳所拥有的软骨结构,而安(ān)置在(zài)耳朵内部的旋转天(tiān)线则可以(yǐ)组成(chéng)耳蜗螺旋。这样(yàng),它就帮助听觉神经末梢有问题的患者(zhě)重新(xīn)恢(huī)复或提高听力能力。这(zhè)项(xiàng)技术的(de)问世,为(wéi)未来的(de)生物(wù)和纳米(mǐ)电子等领域创造了(le)新的(de)可能。
    结语:以上(shàng)的十大案例仅仅是快速发展的医学3D打(dǎ)印中的冰山一角,还有更(gèng)多令人惊讶的3D打(dǎ)印医(yī)学应用正在处于低调的(de)研究阶段。

    关键词:




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    更新时间:2025-07-15 02:09 来源:www.zhuzhou.jiaxing.zz.pingliang.ww38.viennacitytours.com